资源简介

(共37张PPT)
第十二章 简单机械
第二节 跨学科实践：制作简易杆秤
素养目标
1
新课讲解
3
课程导入
2
经典例题
4
总结归纳
5
课堂练习
6
目录
物理观念
通过制作简易杆秤，让学生深入理解杠杆的原理、质量的概念以及力与平衡的关系
科学思维
在制作和使用过程中，学生需要进行观察 、分析、推理和创新，培养科学思维能力
素养目标
科学探究
学生通过动手实践，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作的方法
科学态度与责任
培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神，以及运用物理知识解决实际问题的责任感
素养目标
课程导入
天平可以称量物体的质量。不知道你想过没有，要使用天平测量质量较大的物体（比如100 kg的物体），是不是很不方便
项目分析
提纽1
杆秤的结构
提纽2
秤砣
秤杆
挂钩
杆秤的结构
提纽1
提纽2
秤砣
秤杆
挂钩
杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣（砝码）、挂钩（或秤盘）、提纽等组成。
称量时将被称物体挂在挂钩上，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量
杆秤的结构
提纽1
提纽2
秤砣
秤杆
挂钩
杆秤的主体，等效为一个杠杆
秤星：杆秤的标度，均匀分布
相当于天平的砝码
悬挂或放置被测物体的部件
杆秤的支点。通常有两个，一个称量较大质量物体时使用，一个称量较小质量物体时使用
杠杆平衡条件：F1l1=F2l2
工作原理
刻度的标定
（1）零刻度线的确定
当秤盘上没有放置任何物体时，相当于称量的物体质量为零，此时秤杆的重力、秤砣的重力和秤盘的重力满足杠杆平衡条件，此时秤砣所在的位置就是零刻度线的位置。该位置也叫定盘星
L物
L杆
L砣
G盘
G砣
G重
定盘星
刻度的标定
当杆秤平衡之后，在秤盘里面加入物体并移动秤砣使杆秤平衡，杠杆的平衡关系为：G物×L物 = G砣×ΔL，因为L物和G砣是不变的，所以物重G物和ΔL成正比关系，所以秤杆上的刻度从零刻度开始，都是均匀的。
L物
G物
ΔL
定盘星
G砣
刻度的标定
我们可以用一个已知质量 m 的物体放在托盘里面，将砝码移动到某一个位置使其平衡，然后均匀地平很定盘星到该位置的长度为n 份，则每段长度代表的质量就是 ，该刻度还可以向该位置的右侧进行拓展
L物
m物
ΔL
G砣
ΔL
ΔL：将这一段平分为n段，每一段代表的质量为
ΔL：这一段也可以画出相同的刻度，每一段代表的质量为
项目实施
材料的选择
秤杆：杆秤的核心是秤杆，秤杆材料必须用坚硬、不易弯曲变形的木材或其他材料制成。简易的杆秤称量的物体质量不大，可用筷子制作秤杆
秤砣：使用10g的钩码或10g的物体来做秤砣
托盘：我们可以使用不易破损的物体制成，如剪去一半的塑料瓶，或是轻质小盆。
标定物：为了确定刻度，可以选择一个100g的砝码，或已知质量的物体
细绳：作为秤盘的牵引线，制作提钮，为了提起提钮时减小提钮对手部的压强，制作提钮的绳子用较粗的绳子制成，增大绳子和手部的接触面积，减小手部受到的压强
材料的选择
一根长度约为40 cm的木制筷子
一个小盆
若干钩码
细线若干
刻度尺
记号笔
2.提纽和秤盘的位置如何确定
在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽。
秤杆
秤盘
提纽
秤杆
秤盘
提纽
F2
F1
秤砣
支点
l2
l1
衡
权
重
3.如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线
（1）用细线系一个20 g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O，用记号笔标记此位置。
秤杆
秤盘
提纽
秤砣
O
杆秤的零刻度
3.如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线
（2）在秤盘中放100 g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时，标记秤砣细线在秤杆上的位置C，并记为100 g。在定盘星O到C之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2 g。
秤杆
秤盘
提纽
秤砣
O
比一比谁制作的杆秤称量最准确。想一想，怎样提高称量的精度 如何增大杆秤的量程？ 试试看。
用制作好的杆秤称量一些物体的质量，再与用天平称量的结果进行比较。
展示交流
（1）使用质量较小的秤砣：秤砣的质量对杆秤的精度有直接影响。秤砣的质量越小，杆秤的精度越高
（2）增大提钮到秤盘悬挂点之间的距离：秤盘悬挂点和提钮间的距离越大，物体重力和其力臂的乘积越大，刻度线间距越大，测量精度越高；
……
1.提高杆秤称量精度的方法
注意：
因为杆秤长度有限，移动提钮后精度增加的同时测量范围会变小。
（1）增加秤砣重量：通过增加秤砣的重量，同样的杆秤可以称量更大质量的物体，即扩大称重范围；
（2）减小提钮到秤盘悬挂点之间的距离：减小支点到秤盘悬挂点的距离，重物的力臂减小，相同的秤砣就能提起更重的物体，可以增大杆秤的量程；
（3）增加秤杆长度：通过增加秤杆的长度，可以增加动力臂长度，进而扩大称重范围。
2.增大杆秤的量程的方法
注意：
更改砝码、更改提钮位置、更改杆秤长度后，都需要重新确定定盘星的位置。
用杆秤称物体质量，如果秤砣发生缺损，若不考虑其它因素，则结果是( )
A.称出的质量仍等于物体真实质量
B.称出的质量一定大于物体真实质量
C.称出的质量一定小于物体真实质量
D.以上三种情况都有可能
B
经典例题
答案：B
解析：秤砣发生缺损，质量变小，平衡同样重量的物体时，力臂变大，从而使读数比原正确值大，即称出的质量一定大于物体真实质量。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
小明自制的杆秤如图所示，O为杆秤提纽，不挂重物和秤砣时，手提提纽杆秤可水平平衡。用它称鱼，已知秤砣质量 ， ，当
时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为________kg，鱼的重力是_______N（g取10 N/kg）。
1
经典例题
10
答案1；10
制作简易杆秤
项目提出
制作一个简易杆秤
展示交流
1.应该选择什么材料
2.提纽和秤盘的位置如何确定
3.如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线
1.检验杆秤；
2.测量物体质量；
3.提高精度，增大量程等。
项目分析
项目实施
1.设计杆秤，确定制作的材料；
2.组装杆秤；
3.确定零刻度线、量程和分度值。
课堂练习
1.如图所示，杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶.小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤.用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比( )
A.偏小
B.不变
C.偏大
D.无法判断
A
1.答案：A
解析：杆秤使用时相当于杠杆，提纽处为支点，将被称量物体放入秤盘中，秤盘对杆秤的拉力可看作动力，大小等于秤盘和被称量物体的重力之和，秤砣对杆秤的拉力为阻力，大小等于秤砣的重力.秤砣生锈变重，阻力变大，由杠杆的平衡条件 可知，动力和动力臂的乘和不变时，若阻力变大，则阻力臂变小，即秤杆标识出的物体的质量变小，因此用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比偏小，故A符合题意.
B
C
4.如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1kg，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m、0.2m，则被测物的质量为________kg。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值________被测物的真实质量值（选填“小于”“等于”或“大于”）。
0.4
大于
4.答案：0.4；大于
谢谢

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